Steuerungseinrichtung in Einrichtungen von Eisenbahnsicherungsanlagen für die Zugschlussmeldung oder Achszählung mit magnetischer, induktiver oder kapazitiver Impulsgabe Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungs einrichtung in Einrichtungen von Eisenbahnsiche rungsanlagen, die der Zugschlussmeldung oder Achs zählung dienen und mit magnetischer, induktiver oder kapazitiver Impulsgabe arbeiten.
Bei den magnetischen Zugsicherungseinrichtun gen ist ein Magnetkreis vorhanden, der durch einen Magneten an der Strecke und einen Magneten am Zug gebildet wird und durch seine vom Fahrzeug hervorgerufene Änderung einen Anker betätigt. Die Änderung des magnetischen Kreises bei einem mit hoher Geschwindigkeit vorbeifahrenden Fahrzeug ist jedoch so kurzzeitig, dass der Anker durch seine Träg heit nicht mehr betätigt wird. Eine auf induktivem Wege arbeitende Zugsicherungseinrichtung weist einen vom Zuge beeinflussbaren Resonanzkreis an der Strecke auf, welcher auf ein Relais einwirkt. Dieser Einrichtung haftet jedoch der gleiche Mangel wie der magnetischen an.
Die bekannte kapazitive Sicherungseinrichtung benutzt die Schiene als einen Kondensatorbelag und zu überprüfende andere Körper als den anderen Kondensatorbeleg, wobei durch die Änderung des statischen Feldes eine Empfangseinrichtung mit den bereits erwähnten Nachteilen betätigt wird. Zug schlussmeldeeinrichtungen werden häufig in Verbin dung mit der isolierten Schiene angewandt, weil diese allein keine Gewähr dafür gibt, dass sie von dem gesamten Zug befahren bzw. verlassen wurde. Man wendet für diesen Zweck auch Achszählein richtungen an, die mit Hilfe ihrer in jedem Block abschnitt angeordneten Ein- und Auszähleinrichtun gen das Zugende erfassen.
Während Zugschlussmeldeeinrichtungen in Ver bindung mit der isolierten Schiene relativ aufwendige Sicherungseinrichtungen darstellen, arbeiten Achs zähleinrichtungen nur dann zuverlässig, wenn die in ihren Schaltungsanordnungen enthaltenen Relais den erhöhten Anforderungen der im modernen Eisen bahnbetrieb auftretenden schnellen Impulsfolge ge nügen. Man verwendet hierfür Feinrelais, die eine Ansprechzeit vom l0-3 bis 3mal 10-3 s besitzen und eine hohe mechanische Präzision erfordern. Eine dar über hinausgehende Verkürzung der Schaltzeit ist mit den bekannten Relaistypen nicht ohne weiteres erreichbar.
Ausserdem haben Relais den grundsätz lichen Mangel, einerseits störanfällig und anderseits nicht gleichzeitig für Wechsel- und Gleichstrom, son dern nur für eine dieser Stromarten verwendbar zu sein.
Die Erfindung schlägt dagegen vor, mindestens ein Thyratron als Schaltmittel im durch das Fahr zeug beeinflussten Erregerstromkreis vorzusehen. Eine besondere Ausbildungsform sieht vor, dass sich ein Kondensatorbeleg am Zugende und die mit diesem zusammenarbeitenden Kondensatorbelege in Abstän den, beispielsweise Blockstellabständen, am Gleis an geordnet sein können. Weiterhin können für den Zweck der Richtungsabhängigkeit in Schienennähe anstelle eines Kondensatorbelegs deren zwei in Schie nenrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet sein.
Man kann aber die bauliche Anordnung der die Impulsgebung hervorrufenden Bauteile auch in der Weise vornehmen, dass beide zusammenarbeiten den Kondensatorbelege, deren gegenseitiger Abstand vom Achsdruck beeinflussbar ist, unterhalb der Schiene angeordnet sind. Die entstehenden Vorteile ergeben sich im wesentlichen aus der Anwendung des Thyratrons als Schaltmittel insofern, als dieses eine Schaltzeit aufweist, die gegenüber den mit den kürzesten Ansprechzeiten arbeitenden bekannten Re lais um mindestens zwei Zehnerpotenzen kürzer ist.
Diese an sich bekannte Ansprechzeit des Thyratrons, die 10-6 bis 10-5 s beträgt, ist im Hinblick auf eine erhöhte Impulsfrequenz gerade für die Eisen- bahnsicherungstechnik besonders günstig. Darüber hinaus wird durch das kontaktlose Schalten des Thyratrons die durch die Kontakte hervorgerufene Störanfälligkeit der Relais vermieden. Von beson derer Bedeutung ist aber, dass das Thyratron im Ge gensatz zum Relais sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichstrom zu betreiben ist. Dieser Umstand erlaubt, den Erregerstromkreis des Thyratrons, der vom Fahrzeug beeinflusst wird, gleichfalls, und zwar gleichzeitig mit Wechsel- und Gleichstrom zu speisen.
Hiermit ist erreicht, dass eine sichere Impulsgabe bei jeder möglichen Geschwindigkeit des Fahrzeuges ge währleistet ist. Während nämlich bei hoher Ge schwindigkeit sogenannte Gleichstromimpulse entste hen und wirksam werden, treten bei langsamster Fahrt und sogar bei Stillstand des Fahrzeuges Wech selstromimpulse auf, deren erster schon das Zünden des Thyratrons hervorruft.
Der Gegenstand der Erfindung sei nachfolgend anhand von vier in Zeichnungen dargestellten Aus führungsbeispielen näher erläutert: In Fig. 1 stellen P1 und P2 das Plattenpaar des für die hier gewählte kapazitive Impulsgebung (Er zeugung eines Impulses mittels Kapazitätsänderung) erforderlichen Kondensators dar. Soll diese Steue rungseinrichtung als Zugschlussmeldeeinrichtung ver wendet werden, erfolgt das vorzugsweise so, dass sich ein Kondensatorbeleg P1 am Zugende und die mit diesem zusammenarbeitenden Kondensatorbelege P2 in Abständen, beispielsweise Blockstellenabständen, am Gleis angeordnet sind.
Die entstehenden Gleich- und Wechselstromimpulse gelangen über den über- trager Tr auf die Hilfsanode des Thyratrons T, wo durch Zündung und Ionenfluss eintritt. Mit an sich bekannten Mitteln wird unmittelbar danach der An odenstrom wieder unterbrochen, wodurch das Thyra- tron gelöscht ist.
Im Gegensatz zur Anordnung der Kondensatoren belege nach Fig. 1 sind diese bei der Einrichtung nach Fig.2 zur Erzielung überlappter Impulse für die Achszählung beispielsweise so dargestellt, dass jedem der beiden Erregerstromkreise eine mit dem Fahr zeugrad P2 zusammenarbeitende Kondensatorplatte P1, die auch überlappt angeordnet sein können, zugeordnet ist. Die Steuerungseinrichtung kann der jenigen nach Fig.l prinzipiell gleichen. Für die Zwecke der Achszählung schliesst sich daran eine hier nicht näher zu erwähnende, an sich bekannte Kettenanordnung von Schaltmitteln, die auch elektro nischer Art sein kann, mit Zähleinrichtungen an.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 3 dargestellt. Hierin bedeuten M einen Dauermagneten und W zwei Weicheisenschenkel, von denen der un tere mit der Schiene in direkter Verbindung steht, während der obere so angeordnet ist, dass er nur durch einen geringen Luftspalt von einem vorbei rollenden Rad getrennt ist. Weiterhin ist eine Induk tionsspule Sp in diesem Magnetkreis angeordnet, deren beide Anschlüsse mit der Primärwicklung des Trafos Tr verbunden sind. Der verhältnismässig grosse Luftspalt zwischen oberem Weicheisenschenkel W und der Schiene wird durch das vorbeirollende Rad stark verkleinert, so dass durch die erfolgende Ma gnetfeldänderung in der Induktionsspule Sp ein Span nungsstoss erzeugt wird, der über den Trafo Tr das Thyratron T zündet.
In der Fig. 4 ist eine induktive Anordnung dar gestellt. Eine am letzten Wagen befestigte Eisen platte E beeinflusst im Vorbeifahren eine durch Gleich- undloder Wechselstrom erregte mit einem Eisenkern <I>K</I> versehene Spule<I>L,</I> deren Induktions stoss wiederum über den Trafo Tr das Thyratron T zündet.
Control device in facilities of railway safety systems for the end-of-train message or axle counting with magnetic, inductive or capacitive impulses The invention relates to a control device in facilities of railway safety systems that serve the end-of-train message or axle counting and work with magnetic, inductive or capacitive impulses.
In the magnetic train safety devices there is a magnetic circuit that is formed by a magnet on the track and a magnet on the train and actuates an armature through its change caused by the vehicle. However, the change in the magnetic circuit when a vehicle is passing at high speed is so brief that the armature is no longer actuated by its inertia. A train protection device working inductively has a resonance circuit on the route that can be influenced by the train and which acts on a relay. However, this device has the same defect as the magnetic one.
The known capacitive safety device uses the rail as a capacitor cover and other bodies to be checked than the other capacitor cover, with a receiving device with the disadvantages already mentioned being actuated by the change in the static field. End-of-train signaling devices are often used in conjunction with the insulated rail, because this alone does not guarantee that the entire train has entered or left it. For this purpose, one also uses Achszählein devices that detect the end of the train with the help of their counting-in and counting-out devices arranged in each block section.
While traction signaling devices in connection with the insulated rail are relatively expensive safety devices, axle counting devices only work reliably if the relays contained in their circuit arrangements meet the increased requirements of the rapid pulse sequence occurring in modern rail operations. Fine relays are used for this, which have a response time of 10-3 to 3 times 10-3 s and require high mechanical precision. A further shortening of the switching time cannot easily be achieved with the known relay types.
In addition, relays have the basic lack of being prone to failure on the one hand and not being used for alternating and direct current at the same time, but only for one of these types of current.
The invention proposes, however, to provide at least one thyratron as a switching means in the excitation circuit influenced by the vehicle. A special form of embodiment provides that a capacitor cover at the end of the train and the capacitor covers that work together with it can be arranged on the track at intervals, for example block spacing. Furthermore, for the purpose of directional dependency in the vicinity of the rails, instead of one capacitor cover, the two can be arranged directly behind one another in the rail direction.
However, the structural arrangement of the components causing the impulses can also be made in such a way that both work together and the capacitor covers, the mutual distance of which can be influenced by the axle pressure, are arranged below the rail. The resulting advantages result essentially from the use of the thyratron as a switching means in so far as this has a switching time which is shorter by at least two powers of ten compared to the known relay operating with the shortest response times.
This response time of the thyratron, known per se, which is 10-6 to 10-5 s, is particularly favorable with regard to an increased pulse frequency, especially for railway security technology. In addition, the contactless switching of the thyratron prevents the relay from being susceptible to failure caused by the contacts. Of particular importance, however, is that the thyratron, in contrast to the relay, can be operated with both alternating and direct current. This fact allows the excitation circuit of the thyratron, which is influenced by the vehicle, to be fed simultaneously with alternating and direct current.
This ensures that a reliable impulse is guaranteed at every possible speed of the vehicle. While so-called direct current pulses arise and become effective at high speed, alternating current pulses occur at the slowest speed and even when the vehicle is stationary, the first of which already causes the thyratron to fire.
The object of the invention is explained in more detail with reference to four exemplary embodiments from the drawings: In Fig. 1, P1 and P2 represent the pair of plates of the capacitor required for the capacitive pulse generation selected here (he generation of a pulse by means of a change in capacitance). Should this control device are used as end-of-train signaling device, this is preferably done in such a way that a capacitor cover P1 is arranged at the end of the train and the capacitor covers P2 cooperating with this are arranged at intervals, for example, block spacing, on the track.
The resulting direct and alternating current pulses reach the auxiliary anode of the thyratron T via the transmitter Tr, where ignition and ion flow occur. Immediately thereafter, the anode current is interrupted again using means known per se, whereby the thyrtron is extinguished.
In contrast to the arrangement of the capacitors according to Fig. 1, these are shown in the device according to Fig. 2 to achieve overlapped pulses for the axle counting, for example, in such a way that each of the two excitation circuits has a capacitor plate P1 which works together with the vehicle wheel P2 and which also overlaps can be assigned. The control device can in principle be the same as the one according to FIG. For the purposes of axle counting, this is followed by a chain arrangement of switching means, not to be mentioned in more detail here, which can also be of an electronic type, with counting devices.
Another embodiment is shown in FIG. Here, M denotes a permanent magnet and W denotes two soft iron legs, of which the lower one is in direct contact with the rail, while the upper one is arranged in such a way that it is only separated from a wheel rolling by by a small air gap. Furthermore, an induction coil Sp is arranged in this magnetic circuit, the two connections of which are connected to the primary winding of the transformer Tr. The relatively large air gap between the upper soft iron limb W and the rail is greatly reduced by the wheel rolling past, so that the change in magnetic field in the induction coil Sp generates a voltage surge which ignites the thyratron T via the transformer Tr.
In Fig. 4, an inductive arrangement is provided. An iron plate E attached to the last car influences a coil <I> L, which is excited by direct and / or alternating current and provided with an iron core <I> K </I>, </I> whose induction in turn pushes the thyratron via the transformer Tr T ignites.